Коаксиальная конструкция для вспомогательного блока

Описан RC делитель (1) напряжения, содержащий основную часть (3), вспомогательную часть (2), соединенную с основной частью (3), причем вспомогательная часть (2) содержит коаксиальное расширение, отличающийся тем, что вспомогательная часть (2) содержит провод (4) ответвления и электронные вспомогательные элементы (5a-5j), причем электронные вспомогательные элементы (5a-5j) расположены коаксиально вокруг провода (4) ответвления. Техническим результатом при реализации заявленного технического решения является обеспечение линейных характеристик, полосы высоких частот и повышение точности измерения напряжения в широком диапазоне напряжений. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к области техники резистивно-емкостных (RC) делителей напряжения.

Обычные решения RC делителей напряжения используют плоское размещение вспомогательных элементов на печатной плате. Это приводит к ограничениям в точном измерении частот свыше 3 кГц. Другие решения с индуктивными или емкостными трансформаторами напряжения имеют даже более узкие ограничения в полосе частот.

Однако для измерений качества электроэнергии важно обеспечивать линейную характеристику, полосу высоких частот и точность измерения напряжения в широком диапазоне напряжений. Поэтому задачей настоящего изобретения является удовлетворение данной потребности.

Данная задача решается посредством мер, осуществляемых в соответствии с независимыми пунктами формулы изобретения. Дополнительные предпочтительные варианты осуществления описаны в независимых пунктах формулы изобретения.

В соответствии с одним аспектом, описан RC делитель напряжения. Упомянутый RC делитель напряжения содержит вспомогательную часть, соединенную с основной частью. Вспомогательная часть содержит коаксиальное расширение.

Ниже изобретение описано на основе вариантов осуществления показанных в чертежах.

Фиг.1 показывает блок-схему RC делителя напряжения в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Фиг.2 показывает вид сбоку внутренней части одной коаксиальной вспомогательной части RC делителя напряжения, показанного на фиг.1.

Фиг.3 показывает вид сверху одной коаксиальной вспомогательной части, показанной на фиг.2.

Фиг.1 показывает блок-схему RC делителя 1 напряжения в соответствии с вариантом осуществления изобретения. RC делитель 1 напряжения содержит основную часть 3 и вспомогательную часть 2. Вспомогательная часть 2 выполнена с возможностью соединения с измерительным оборудованием 9. Вспомогательная часть 2 содержит металлический корпус 6 и наружный корпус 7. Вспомогательная часть 2 соединена с основной частью 3. Вспомогательная часть 2 содержит коаксиальное расширение. Наружный корпус 7 предназначен для защиты RC делителя 1 напряжения от внешних механических воздействий. Металлический корпус 6 выполняет функцию электрического экрана для защиты RC делителя 1 напряжения от электромагнитных воздействий, таких как индукция, и соединен с землей.

Фиг.2 более подробно показывает вид сбоку внутренней части одной коаксиальной вспомогательной части 2 RC делителя 1 напряжения, показанного на фиг.1. Фиг.3 показывает вид сверху одной коаксиальной вспомогательной части 2, показанной на фиг.2. Вспомогательная часть 2 содержит провод 4 ответвления и электронные вспомогательные элементы 5a-5j. Вспомогательные элементы 5a-5j расположены коаксиально вокруг провода 4 ответвления. Преимуществом коаксиального расширения является хорошо стабилизированная конструкция, которая обеспечивает хорошую линейную зависимость в широком спектре частот.

Вспомогательные элементы 5a-5j содержат подборку конденсаторов 5а-5е и резисторов 5f-5j. Помимо конденсаторов и резисторов, вспомогательные элементы могут содержать другие электронные элементы. Конечно, любое другое количество конденсаторов и/или резисторов, помимо используемого в показанном варианте осуществления, могут быть также использованы и размещены коаксиально.

Как лучше всего видно на фиг.3, вспомогательные элементы 5a-5j расположены симметрично вокруг провода 4 ответвления. В данном варианте осуществления, предусмотрено несколько вращательных симметрий вокруг провода 4 ответвления. В других вариантах осуществления вспомогательные элементы могут быть размещены в соответствии с другими симметриями, такими как, например, зеркальная симметрия, относительно провода ответвления. Преимущество симметрий состоит в том, что они часто приводят к стабилизированной конструкции, обеспечивающей хорошую линейную зависимость в широком спектре частот. Однако для данного изобретения симметрии не являются обязательными. Вспомогательные элементы могут быть расположены даже коаксиально, без соответствия со схемой симметрии.

Как лучше всего видно на фиг.1, провод 4 ответвления и вспомогательные элементы 5a-5j расположены в пределах электрического экрана 6. Это обеспечивает защиту как провода ответвления, так и вспомогательных элементов 5a-5j от индуктивных воздействий снаружи. Поскольку электрический экран 6 соединен с землей, можно обойтись без дополнительного провода для заземления. Электрический экран 6 предпочтительно выполнен из алюминия. Могут быть также использованы другие металлы или сплавы, однако алюминий имеет преимущество в том, что он является дешевым, механически прочным и неподверженным коррозии.

Частотно-зависимое влияние индукции вспомогательной части 2 уменьшается посредством равномерного размещения вспомогательных элементов 5a-5j вокруг провода 4 ответвления.

В соответствии с вариантом осуществления, достаточное уменьшение индукции может быть достигнуто посредством коаксиального компактного расширения и использования вспомогательных элементов с низкой индуктивностью, таких как конденсаторы, а также резисторы.

В центре, провод 4 ответвления соединяет активную основную часть с измерительным оборудованием 9. Вспомогательные элементы расположены коаксиально по окружности вокруг упомянутого провода одной стороной соединенные с потенциалом земли, а другой стороной - с потенциалом напряжения ответвления. Заземленный экран (металлический корпус) 6 окружает схему размещения всех вспомогательных элементов 5a-5j, уменьшая влияние внешней электромагнитной помехи.

Частотно-зависимое влияние индуктивности уменьшено посредством равномерного размещения конденсаторов и резисторов вокруг выхода основной емкости 3 (эффект типа коаксиального шунта). Экранирование препятствует влиянию внешних электрических полей.

1. RC делитель (1) напряжения, содержащий основную часть (3), вспомогательную часть (2), соединенную с основной частью (3), причем вспомогательная часть (2) содержит коаксиальное расширение, отличающийся тем, что вспомогательная часть (2) содержит провод (4) ответвления и электронные вспомогательные элементы (5a-5j), причем электронные вспомогательные элементы (5a-5j) расположены коаксиально вокруг провода (4) ответвления.

2. RC делитель (1) напряжения по п.1, в котором вспомогательные элементы (5a-5j) содержат конденсаторы (5a-5e) и резисторы (5f-5j), расположенные коаксиально по окружности вокруг провода (4) ответвления.

3. RC делитель (1) напряжения по п.2, в котором вспомогательные элементы (5a-5j) расположены симметрично вокруг провода (4) ответвления.

4. RC делитель (1) напряжения по любому из пп. 2 или 3, в котором провод (4) ответвления и/или вспомогательные элементы (5a-5j) расположены в пределах электрического экрана (6).

5. RC делитель (1) напряжения по п.4, в котором электрический экран (6) соединен с землей.

6. RC делитель (1) напряжения по любому из пп. 4 или 5, в котором электрический экран (6) содержит или выполнен из алюминия.

7. RC делитель (1) напряжения по любому из пп. 2-6, в котором конденсаторы (5а-5е) и резисторы (5f-5j) расположены коаксиально по окружности вокруг провода (4) ответвления так, что одна их сторона соединена с потенциалом земли, а вторая сторона – с потенциалом напряжения ответвления.

8. RC делитель (1) напряжения по любому из пп. 2-7, в котором частотно-зависимое влияние индуктивности вспомогательной части (2) уменьшено посредством равномерного размещения вспомогательных элементов (5a-5j) вокруг провода (4) ответвления.